[发明专利]一种基于常温激光诱导的活性炭及成孔方法

说明书

本发明涉及一种多孔活性炭制备方法，具体涉及一种基于常温激光诱导的活性炭及成孔方法，可实现常温条件下多孔活性炭的快速、高效制备，适合在空气净化、污水处理等领域的应用；具有成本低、能耗低、常温制备条件、制备过程操作简单等特点；包括如下步骤，步骤(1)将活性炭、激光敏感物质与活化物质按比例配置于溶剂中，超声混合，制备成混合溶液；步骤(2)将上述混合溶液置于110℃烘箱中，烘干24小时；步骤(3)将制备得到的活性炭混合物平铺成1mm厚的薄层，用激光进行辐照处理，调节激光功率，使激光敏感物质吸收激光并产生热能，促进负载在活性炭上的活化物质的热分解，从而在活性炭表面形成丰富的孔结构，得到多孔活性炭。

技术领域

本发明涉及一种多孔活性炭制备方法，具体涉及一种基于常温激光诱导的活性炭及成孔方法；通过脉冲激光辐照下能够促进活性炭上负载的活化物质热分解，在活性炭表面产生丰富的多孔结构，实现多孔活性炭的快速、高效制备。

背景技术

目前，活性炭在日常生活及工业领域具有广阔的应用前景，包括但不限于空气净化、污水处理等。随着技术要求的提高，上述应用领域对活性炭提出了更高的要求，需要活性炭具有更高的吸附能力，即具有更高的比表面积和丰富的孔结构。因此，对活性炭的简单、高效成孔技术的研究已成为活性炭材料应用领域的热点之一。

目前，基于活性炭的孔结构形成机理已经开发了许多成孔方法。具体如：水蒸气活化法是指以水蒸气为活化物质，在将活性炭与水蒸气在高温、高压密闭环境中，通过水蒸气与活性炭发生水煤气反应，在活性炭表面产生氢气、一氧化碳、二氧化碳等产物，这些气体将活性炭表层结构破坏，从而形成丰富的孔洞结构，提高其比表面积。无机物活化法是指将以氢氧化钾、氯化锌、磷酸等活化物质与活性炭混合，然后将混合物置于高温环境中烧结，过程中活化物质分解产生的气体破坏活性炭的自身结构，从而形成丰富的孔洞结构，提高其比表面积。但是，上述传统方法均需依赖高温环境，且制备耗时长，通常大于12小时。

激光诱导是一种新型的常温环境下热处理技术。它用一定能量和波长的激光对材料进行照射，某些材料可以吸收激光能量并转化为热能，从而达到高温的等同效果。因此，如何采用合适能量的激光，利用激光敏感物质吸收激光能量，并把能量传递给活化物质，从而使得负载在活性炭上的活化物质在常温环境下即可热分解，促使活性炭基体形成多孔结构，最终制得高比表面积、丰富孔结构的活性炭是目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于常温激光诱导的活性炭及成孔方法，可实现常温条件下多孔活性炭的快速、高效制备，适合在空气净化、污水处理等领域的应用；具有成本低、能耗低、常温制备条件、制备过程操作简单等特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于常温激光诱导的活性炭，包括如下组分，按质量份数计为：

激光敏感物质用于提高活性炭及活化物质的激光敏感度，不仅要与激光能量相匹配，还需与活性炭、活化物质的比例相匹配，因此经过大量的实验论证才能选择出最优的配比与参数，制备出多孔活性炭。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于常温激光诱导的活性炭的成孔方法，包括如下步骤，步骤(1)将活性炭、激光敏感物质与活化物质按比例配置于溶剂中，超声混合，制备成混合溶液；

步骤(2)将上述混合溶液置于110℃烘箱中，烘干24小时；

步骤(3)将制备得到的活性炭混合物平铺成1mm厚的薄层，用激光进行辐照处理，调节激光功率，使激光敏感物质吸收激光并产生热能，促进负载在活性炭上的活化物质的热分解，从而在活性炭表面形成丰富的孔结构，得到多孔活性炭。

作为优选，所述活性炭选自煤质炭、椰壳炭、竹炭、木炭中的一种或多种。

作为优选，所述活化物质选自碳酸镁、碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碱式碳酸铜中的一种或两种以上的混合物。